2010年12月17日 星期五

热加工对金属的组织和性能有何影响?www.tool-tool.com

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1 什么叫铸件的温度场,何谓凝固方式?铸件有哪三种凝固方式?

特点如何?

答:铸件的温度场:在凝固和冷却某瞬间,铸件横断面上的温度分布线。

铸件的凝固方式:逐层凝固方式,糊状凝固方式,中间凝固。

逐层凝固:没有凝固区,固相区由表面向中心层层发展的凝固方式。

糊状凝固:凝固区很宽,甚至贯穿整个铸件断面,而表面温度似高于固相点TS以后表层低于TS,才开始结壳形成固相区。

中间凝固:凝固区域较宽,并迅速扩展至铸件工心。

2 何谓合金的充型能力及流动性?二者之间有何联系与区别?怎样提高合金的充型能力?

答:液态合金充满型腔,获得形状完整,轮廓清晰的铸件的能力称为充型能力。

合金的流动性是指合金本身的流动能力。

合金的流动性影响合金能力的内在因素,它主要与合金本身的性质有关。充型能力可以认为是考虑铸型及其他工艺因素影响的液态合金的流动性。

为提高合金的充型能力应尽量选用共晶成分合金或结晶温度范围小的合金,应尽量提高金属液的凝固质量,金属液愈纯净所含气体杂质愈少,充型能力愈好。

3 什么是顺序凝固原则和同时凝固原则?各适用于什么合金及铸件结构条件?

答:顺序凝固原则是采用各种工艺措施,使铸件各部分按规定方向从一部分到另一部分逐渐凝固。该原则适用于收缩大或壁厚差别较大,易产生缩孔的合金铸件如铸钢高强度灰铸铁等。

同时凝固原则是采用相应工艺措施使铸铁各部分温度均匀,在同一时间内凝固。该原则适用于收缩小的灰铸铁。

4 何谓热应力,机械应力?热应力和机械应力在铸铁中的分布规律各如何?何谓残留应力及临时应力?

答:热应力是由于铸件上壁厚不均匀的各部分冷却速度和线收缩量不均匀,相互阻碍收缩而引起的应力。

铸件的固态收缩受到铸型,型芯,浇口,冒口等外因的机械阻碍而产生的应力,称机械应力。

热应力分布规律一般对厚壁或冷却慢的部分产生拉应力,薄或冷却快的部分形成压应力。

机械应力一般都是拉应力。

热应力在铸件冷却至室温后仍残留在铸件内的不同部位,是一种残留应力。

5 何谓铸件的结构工艺性?从简化铸造工艺角度应对铸件结构有哪些要求?

答:铸件的工艺性即在保证铸件质量的前提下铸造的难易程度。

铸件的结构在满足使用要求的前提下应使铸造工艺流程中各工序操作简便,效率提高,成本降低,质量易于保证,具体如下:

1 铸件的外形:

(1)尽量避免外表面有侧凹;

(2)尽量使分裂面为平面;

(3)尽量减少分型面的数目;

(4)凸台,肋等结构应便于起模;

(5)顺着起模方向的非加工表面应有结构斜度,以便于起模;

2 铸件的内腔:

(1)尽量少用和不用型芯;

(2)应利于型芯的固定和排气;

(3)应利于型芯的清除。

6 从合金的铸造性能方面考虑,为避免有关铸造缺陷,对铸件结构有哪些要求?

答:铸件结构还应考虑合金的充型能力,收缩特性,吸气性等,铸造性能对铸件质量的影响,避免各类缺陷的产生,具体如下:

一 铸件的壁厚:

1 铸件应有合适的壁厚,避免浇不到缺陷;

2 铸件壁厚,力求均匀,避免形成缩孔,缩松和裂纹等缺陷

3 铸件内壁的厚度应略小于外壁厚度使整个铸件均匀冷却

4 壁厚分布应符合顺序凝固原则。

二 壁的连接

1 壁的连接处应有结构圆角,圆角大小应与壁厚相适应,避免造成热节

2 两壁斜向相交时,应避免在锐角接头,而用直角接头

3 尽量采用交错接头(中心件)和环形接头(大件)避免交叉接头

4 厚度不同的壁连接时应逐渐过渡避免突变,突变处易形成应力集中和裂纹

三 避免变形和裂纹的结构

1 细长易挠曲的铸件应设计为对称截面,由于对称截面的相互抵消作用,使变形大大减少

2 合理设置加强肋,以提高平板铸件的刚度,防止翘曲变形

3 较大的带轮,飞轮,齿轮的轮幅可做成弯曲的奇数的或带孔腹板,以借轮辐(腹板)或轮缘的微量变形自行减缓铸造应力,防止开裂。

7 灰铸铁的力学性能,铸造性能和其他性能有何特点?灰铸铁最适宜做哪些铸件?

答:强度性能较差,抗拉强度很低,塑性近于零,硬度极低,抗拉强度比碳钢低很多,几乎无韧性,但石墨对基件承受压应力的有害影响较小,故灰铸铁的抗压强度和硬度与基件相近

铸造性能和切削性能良好,灰铸铁的收缩率较小,灰铸铁的化学成分在共晶点附近,其流动性很好

减摩性好,减震性好,缺口敏感性好

灰铸铁广泛应用于制造工作在磨擦条件下,要求吸收振动的形状复杂的支座类铸件 ,如机床床身,导轨,机座及缸盖等

8 为什么球墨铸铁的强度和塑性比灰铸铁高,而铸造性能比灰铸铁差?球墨铸铁是怎样制成的?

答:球墨铸铁的正常组织是细小圆整的石墨球加金属基件,由于石墨的利用率可达70%-90%,因此球墨铸铁的力学性能比灰铸铁高得多,抗拉强度甚至可以和钢媲美,塑性和韧性也大大提高,而流动性不如灰铸铁,所以铸造性能比灰铸铁差。

球墨铸铁的制造:

一 严格要求化学成分,对原铁液要求的碳硅含量比灰铸铁高,降低球墨铸铁中锰,磷,硫的含量

二 铁液出炉温度比灰铸较铁更高,比补偿球化,孕育处理时铁液温度的损失

三 进行球化处理,即往铁液中添加球一化剂

四 进行孕育处理

五 球墨铸铁流动性较差,收缩较大,因此需要较高的浇注温度及较大的浇注系统尺寸,多应用冒口,冷铁,采用顺序凝固原则

六 进行热处理

9 铸钢的铸造性能怎样?铸造工艺上的主要特点是什么?钢件铸造后需进行何种热处理,为什么?

答:1 铸钢的铸造性能较差:因熔点高而使钢液易氧化,流动性差,收缩大。因此铸钢的铸造较困难,常出现缩孔,缩松,残留应力,裂纹等缺陷,铸钢的晶粒粗大,韧性低于同成分的锻钢,铸造中需采取比铸铁更复杂的工艺措施。

2 工艺特点:(1)对型砂的强度耐火性和透气性要求更高。

(2)铸型工艺上大都采用顺序凝固原则,冒口,冷铁用得很多。

(3) 铸造需热处理

3 为了细化晶粒,改善铸态组织,消除铸造应力,提高力学性能,铸钢件铸后一般进行退火和正火处理。

10 什么是冷变形和热变形,各有何特点?

答:据变形温度和变形后的组织不同,通常把在再结晶温度以下进行的变形称为冷变形,在再结晶温度以上进行的变形称为热变形,冷变形的金属表现出加工硬化现象,热变形金属的加工硬化随即被再结晶所消除。

11 冷变形强化对金属的组织和性能有何影响,在生产中如何利用其有利因素?

答: 金属在冷变形时,随着变形程度的增加,强度和硬度提高,塑性和韧性下降,这种现象称为冷变形强化,又称加工硬化或冷硬化,冷变形强化时,金属内对称面附近 的晶格发生畸变,甚至产生晶粒破碎现象,金属的强度和硬度越来越高,而塑性和韧性越来越低,冷变形强化是强化金属材料的手段之一,尤其是一些不能通过热处 理方法强化的金属可通过冷轧,冷挤压,冷拔和冷冲压方法,在变形的同时提高其强度和硬度

12 再结晶对金属的组织和性能有何影响?

答: 如将变形金属;加热到更高温度,使原子具有更强的的扩散能力,就能以滑移而上的碎晶块或其它质点为晶核,成长出与变形前晶格结构相同的新的等细晶粒,这个 过程称为再结晶,再结晶可以完全消除塑性变形变形所引起的硬化现象,并使晶粒得到硬化,力学性能甚至比塑性变形前更好。

13 锻造流线的存在对金属的力学性能有何影响?在机械零件设计中如何考虑锻造流线的问题?

答:塑性变形时,金属的晶粒没变形方向被拉长或压扁,变形后晶间杂质也沿变形方向排列,这种按照一定方向分布的晶界杂质称为锻造流线,锻造流线使金属的力学性能表现为各向异性,即不同方向上的力学性能有所不同,在机械零件中应注意:

(1)流线与工件最大拉应力方向一致

(2)流线与切应力,冲击力方向垂直

(3)沿工件外轮廓连续健分布

14 如何衡量金属的塑性加工性能,在生产中提高金属塑性加工性能的措施有哪些?

答:塑性加工性能的优劣,以金属的塑性和变形抗力综合衡量,在生产中提高金属塑性加工性能的措施有:

(1)由于纯金属的塑性变形性能优于其合金,所以尽量选用纯金属或杂质较少的金属合金件为锻件

(2)单相组织比多相组织的塑性成形性能好,一般金属锻造时最好使其处于单相不纯和固溶体状态。

(3)在一定温度范围内,提高锻件的温度

(4)压应力状态可提高金属的塑性,挤压加工时,变形金属内部存在压应力,所以尽量选用挤压加工来加工锻件。

(5)提高应变速率使之超过临界速率。

15 冲孔落料有何异同?如何确定冲裁凸模和凹模的尺寸?

答:冲孔和落料的相同点为两个工序的坯料变形分离过程和模具结构都是一样的

两者的区别:冲孔是在板料上冲出洞,以获得带孔的制件冲裁的都是废料;

落料是为了获得具有一定的形状和尺寸的落料件,冲落的部分是成品,余下的部分是余料或废料。

确定模具的尺寸:冲落件的直径和凹模直径相同,板料上冲出孔的直径与凸模相同,二者直径相差的数值为模具的双面间隙值Z即D凹=D凸+Z,对冲孔模具,D凸=D孔,则D凹=D凸+Z,对于落料D凹=D落料,D凸=D凹-Z

16 弯曲时板料受力和变形的过程如何;易产生什么缺陷或废品,如何防止?

弯 曲变形的过程:冲头下降与板料接触后,板料开始弯曲,弯曲半径较大,弯曲部分的宽度为 随着凸模下压,弯曲半径由 减小为 ,板料外侧与凹模工作表面的接触距离由 缩短为 ,凸模继续下压, 和 继续减小,并且板料内侧开始与凸模的工作表面接触,此后 段以下与凸模和凹模工作表面接触点之间的部分板料向相反方向弯曲,弯曲半径 继续减小,最后板料与凸模,凹模完全贴合。

变形受力,板料内侧 的金属在切向压应力作用下,产生压缩变形,外侧金属在切向拉应力作用下产生拉伸变形易产生拉裂缺陷,为防止拉裂,应尽量选用强度高而塑性好的材料,限制弯 曲半径使实际弯曲半径r大于最小弯曲半径 下料时要注意使弯曲圆弧的切线方向与板料轧制的流线方向一致,防止板料表面划伤,以免划伤部位处于拉伸位置而造成应力集中。

产生弹复现象,预防弹复的措施:(1)改变模具尺寸,改变弯曲角度,使弹复后达到临界尺寸(2)改变模具的结构采用整形弯曲(3)采用拉弯工艺

17 板料弯曲为什么会产生弹复现象,哪些因素影响弹复值的大小,如何控制弹复现象而保证弯曲精度?

答:在外加载荷去除后塑性变形保留下来,而弹性变形要恢复,从而使板料产生与弯曲方向相反的变形,从而产生弹复现象

影响弹复值的大小的因素有:材料的力学性能,弯曲半径,弯曲角等因素。

控制弹复现象的措施有:(1)改变模具尺寸改变弯曲角度,使弹复后达到临界尺寸(2)改变模具的结构,采用整形弯曲,减少凸模与板料的接触面积(3)采用拉弯工艺

18 钢材熔焊焊缝中有哪些有害元素?有何危害?这些有害元素,从何而来,如何控制?

答: 焊缝中的有害元素有氢,氧,氮,硫,磷等。这些有害元素会使焊缝金属性能脆化,氢,硫,碗会引起裂纹,氢和氮还会导致气孔。空气中的氧气和氮气,焊条,焊 剂受潮的水分,铁锈中结晶水以及油污等,在电弧高温作用下会分解为氮,氢,氧进入熔池液体金属。氮和氢溶入液体金属,氧与金属会发生氧化反应而形成氧化 物,合金元素被烧损。铁锈,焊条皮,埋弧焊的焊剂也带入一些氧化物。此外,母材和焊接材料还会带入硫,磷等杂质。控制的方法有:焊接前清除,工件待焊处的 锈,水,油污,按规定的参数,烘干焊条,焊剂,焊接时采取措施保护熔滴,溶池的液体金属和高温的焊缝金属,防止空气进入。在焊条药皮和埋弧焊焊剂中加入铁 合金,在焊丝中加入金属元素进行渗合金,为焊缝金属添加元素,获得较为理想的焊缝金属化学成分,以保证焊缝金属具有必要的使用性能。

19 焊接接头包括哪几个区?力学性能差的薄弱区在哪儿?为什么?

答:(1)焊接接头包括焊缝,熔合区和焊热影响区

(2)熔合区化学成分不均匀,组织粗大,往往是粗大的过热组织或粗大的淬硬组织。帮其性能是焊接接头中最差的

20 影响焊接接头性能的因素有哪些?

答:影响因素有:(1)焊接材料(2)焊接方法(3)焊后热处理。此外,接头形式,工件厚度,施焊环境温度和预热等均会影响焊后冷却速度,从而影响接头的组织性能。

21 焊条型号E4303,E5015和焊条牌号J422,J507各部分的含义是什么?

答:(1)E4303:E表示焊条,43表示熔敷金属抗拉强度 430MPa,0表示焊条适合于金属位置焊接,03表示焊接电流种类为交流或直流区反接,及药皮为钛

(2) E5015 E 表示焊条,50 表示熔敷金属抗拉强度 500MPa,,1 表示焊条适用于全位置焊接,15 表示焊条为低氢钠型药皮,直流反接。

(3) J422 J表示焊条为结构钢焊条,42 表示焊缝金属抗拉强度 420MPa,2 表示焊条为钛钙型药皮,交直流正反接

(4)J507 J表示焊条为结构钢焊条,50 表示焊缝金属的抗拉强度 500MPa,7 表示焊条为低氢钠型药皮直流反接。

22 碱性焊条与酸性焊条的性能有什么不同?

答:碱性焊条同酸性焊条相比有如下特点:

(1)碱性焊条力学性能好,(2)碱性焊条抗裂性能好(3)碱性焊条工艺性能差(4)碱性焊条对锈,油,水的敏感性大,易出气孔(5)碱性焊条产生有毒气体和烟尘

23 结构钢焊条怎样选用?焊接 Q235,20。45。16Mn(Q235)应选用什么牌号的焊条?

答:(1)结构钢焊条的选用方法一般是根据母材的抗拉强度,按“等强”原则选择相同强度等级的焊条。

(2) 略

24 埋弧自动焊与焊条电弧焊相比有哪些特点?应用范围有何不同?

答:埋弧自动焊与焊条自动焊相比有以下特点:

(1)生产率高,成本低(2焊接质量好,而且质量稳定(3)劳动条件好,没有弧光,没有飞溅,劳动强度轻(4)埋弧自动焊适应性较差(5)埋弧自动焊设备较复杂,设备费一次投资大,焊前试验调整等准备工件量大。

应用范围不同之处:

(1)埋弧自动焊适用于成批生产的中,厚板结构的长直缝及较大直径的环缝的平焊和平角焊,

(2)焊条电弧焊适用于单件小批生产,用于厚度2mm以上,各种焊接位置短的,不规则的焊缝,以及焊机不能到达部位的焊接。

25 钨极氩弧焊与焊条电弧焊相比有哪些特点?应用范围如何?

答:钨极氩弧焊与焊条电弧相比,有以下特点:

(1)机械保护效果好,焊缝金属纯净,焊接质量优良,焊缝成形美观

(2)电弧很稳定,特别是小电流时也稳定

(3)全位置焊接,而且易于实现自动控制

(4)氩气较贵,成本较高

应用于焊接易氧化的有色金属和合金钢,并适用于单面焊双面成形,另外焊接电流不能过大,只能焊4mm以下的薄板。

26 什么叫焊接性?影响焊接性的因素有哪些?

答:材料在限定的施工条件下,焊接成按规定设计需求的构件并满足预定要求的能力称为焊接性。焊接性受材料,焊接方法构件类型及运用要求四个因素的影响。

27 普通低合金钢和奥氏体不锈 钢焊接时的主要问题是什么?常用什么焊接方法?

答:普通低合金钢焊接的最主要问题是冷裂纹,常采用焊条,电弧焊和埋弧自动焊,此外也可采用气体保护焊,强度等级较低的可采用气体保护气焊。

当焊接材料选择不合适或焊接工艺不合理时,会产生晶间腐蚀,和热裂纹,这是奥氏体不锈 钢焊接的两个主要问题。常采用焊条电弧焊,钨极氩弧焊也可采用埋弧自动焊。

合金的铸造性能:合金易于液态成型而获得优质铸件的能力称为铸造性能。

冷变形强化:金属在冷变形时,随着变化程度的增加,强度和硬度提高而塑性和韧性下降。

金属的塑性成型性能:金属材料经受塑性成型加工获得合格制件的难以程度。

板料冲压:板料冲压是利用在压力机上上的模具对金属板料加压,使之产生变形或分离,从而获得毛坯或零件的加工方法。

焊接:焊接是通过加热或加压(或二者并用),并且用或不用填充材料,使工件产生原子间结合的一种连接加工方法。

焊接热循环:在焊接热源的加热及随后的冷却过程中,焊接上某点的温度随时间变化的过程称为焊接热循环。

钎 焊:钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料,将焊件和钎料加热到高于迁料熔点,低于母材熔点的温度,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙并与母材相互扩 散实现连接的焊接方法。材料的焊接性:材料在限定的施工条件下,焊接成按规定设计要求的构件,并满足预定服役要求的能力。 

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何謂調質鋼? www.tool-tool.com

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所 謂調質鋼,一般是指含碳量在0.3-0.6%的中碳鋼。一般用這類鋼製作的零件要求具有很好的綜合機械性能,即在保持較高的強度的同時又具有很好的塑性和 韌性,人們往往使用調制處理來達到這個目的,所以人們習慣上就把這一類鋼稱作調質鋼。. 各類機器上的結構零件大量採用調質鋼,是結構鋼中使用最廣泛的一類鋼。

調質鋼在化學成分上的特點是,碳含量0.3-0.5%,並含有一種或幾種合金元素,具有較低或中等的合金化程度。鋼中合金元素的作用主要是提高鋼的淬透性和保證零件在高溫回火後獲得預期的綜合性能。

熱處理工藝是在臨界點以上一定溫度加熱後淬火成馬氏體,並在500℃-650℃回火。熱處理後的金相組織是回火索氏體。這種組織具有強度、塑性和韌性的良好配合。

調 質鋼的質量要求,除一般的冶金方面的低倍和高倍組織要求處,主要為鋼的力學性能以及與工作可靠性和壽命密切相關的冷脆性轉變溫度、斷裂韌性和疲勞抗力等。 在特定條件下,還要求具有耐磨性、耐蝕性和一定的抗熱性。由於調質鋼最終採用高溫回火,能使鋼中應力完全消除,鋼的氫脆破壞傾向性小,缺口敏感性較低,脆 性破壞抗力較大,但也存在特有的高溫回火脆性。

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Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting toolaerospace tool .HSS DIN Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolNAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end milldisc milling cutter,Aerospace cutting toolhss drillФрезерыCarbide drillHigh speed steelCompound SharpenerMilling cutterINDUCTORS FOR PCD’CVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) Core drill、Tapered end millsCVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden FingerPCD V-CutterPCD Wood toolsPCD Cutting toolsPCD Circular Saw BladePVDD End Millsdiamond tool. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструментыПустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) ‘FresePOWDER FORMING MACHINEElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterStaple CutterPCD diamond cutter specialized in grooving floorsV-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert PCD Diamond Tool Saw Blade with Indexable InsertNAS toolDIN or JIS toolSpecial toolMetal slitting sawsShell end millsSide and face milling cuttersSide chip clearance sawsLong end millsend mill grinderdrill grindersharpenerStub roughing end millsDovetail milling cuttersCarbide slot drillsCarbide torus cuttersAngel carbide end millsCarbide torus cuttersCarbide ball-nosed slot drillsMould cutterTool manufacturer.

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ようこそBewise Inc.の世界へお越し下さいませ、先ず御目出度たいのは新たな

情報を受け取って頂き、もっと各産業に競争力プラス展開。

弊社は専門なエンドミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ

豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は:

(1)精密HSSエンドミルのR&D

(2)Carbide Cutting tools設計

(3)鎢鋼エンドミル設計

(4)航空エンドミル設計

(5)超高硬度エンドミル

(6)ダイヤモンドエンドミル

(7)医療用品エンドミル設計

(8)自動車部品&材料加工向けエンドミル設計

弊社の製品の供給調達機能は:

(1)生活産業~ハイテク工業までのエンドミル設計

(2)ミクロエンドミル~大型エンドミル供給

(3)小Lot生産~大量発注対応供給

(4)オートメーション整備調達

(5)スポット対応~流れ生産対応

弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web www.tool-tool.com for more info.

大 多數調質鋼為中碳合金結構,屈服強度(σ0.2)在490-1200Mpa。以銲 接性能為突出要求的調質鋼,為低碳合金結構鋼,屈服強度(σ0.2)一般為490-800Mpa,有很高的塑性和韌性。少數沉澱硬化型調質鋼,屈服強度 (σ0.2)可到1400Mpa以上,屬高強度和超高強度調質鋼。

常用的合金調質鋼按淬透性和強度分為4類:

①低淬透性調鋼;

②中淬透性調質鋼;

③較高淬透性調質鋼;

④高淬透性調質鋼。

力學性能

1.合金元素對力學性能的影響

淬透性能相同的鋼調質到相同硬度時,抗拉強度基本相同,硬度與抗拉強度大致成直線關係。

各種成分的合金鋼調質到各種硬度值時,硬度值為400HB (抗拉強度約為1400MPa)時,屈強比值最高,約為0.9,淬火狀態的組織對屈強比有很大影響。

調 整增加鋼材淬透性的合金元素的含量,可以得到相同的淬透性能,得到相同的抗拉強度和屈服強度。因此,在選擇合金元素時應優先選擇增加淬透性能作用顯著而價 格較低的元素,如硼、錳、鉻等。但是合金元素不同的鋼要調質到相同的硬度所採用的回火溫度各不相同,即各種鋼的抗回火性能不同。

淬透性能 相同的鋼調質到相同硬度時,抗拉強度和屈服強度雖基本相同,但是脆性破壞傾向差別很大,低溫衝擊試驗尤為明顯。成分不同的鋼調質後硬度與疲勞極限的關係不 同。硬度在35HRC以下時疲勞極限和硬度成直線關係,疲勞極限的波動範圍為130MPa。硬度超過35HRC時,疲勞極限的波動範圍變寬。如硬度為 55HRC時,疲勞極限的波動範圍達380MPa。   2.調質零件硬度的確定   零件的淬透情況相同時,調質後的硬度即可反映零件的屈服強度與抗拉強度,因此零件圖紙和技術條件一般只規定硬度數值。只有很重要的零件才規定其他力學 性能指標。

調質零件硬度的確定,必須考慮到製造工藝的要求和使用時的載荷條件。從製造工藝考慮,希望零件在毛坯狀態調質,而後進行切削加 工和裝配。這樣零件熱處理時產生的變形和脫碳在以後的切削加工中加以消除。但是採用這種製造程序的零件,其硬度不能過高,一般不超過300HB,個別的不 超過350HB,否則對切削加工不利。要求硬度更高的零件(如有的汽車半軸要求硬度為341~415HB),只能先切削加工,然後再進行調質處理,這時零 件加熱時應防止脫碳和變形,有時熱處理後要增加校直工序。小批量或單件生產的零件,切削加工所允許的硬度可以適當提高。

確定調質零件硬度時還必須考慮到生產的特點,小批單件生產的產品,不同零件可以選定不同的硬度,大批量流水生產的工廠希望大部分零件的硬度範圍一致或固定在幾個硬度範圍內,這對組織熱處理生產有很大的方便。

從 零件使用角度考慮,確定調質零件的硬度時要注意到零件的工作條件和零件的形狀。一般的講,硬度值高,抗拉強度、屈服強度和光滑樣品的疲勞強度都高,但是塑 性指標降低,脆性破壞傾向和應力集中的敏感性增加,因此,當零件上有起應力集中作用的缺口(花鍵、槽或斷面變化大)時,為使應力分佈均勻、減少應力集中現 象,這時較低的硬度反而可以獲得較高的疲勞性能。

合金調質鋼

用途

合金調質鋼廣泛用於製造汽車、拖拉機、機床和其它機器上的各種重要零件,如齒輪、軸類件、連桿、螺栓等。

性能要求

調質件大多承受多種工作載荷,受力情況比較複雜,要求高的綜合機械性能,即具有高的強度和良好的塑性、韌性。合金調質鋼還要求有很好的淬透性。但不同零件受力情況不同,對淬透性的要求不一樣。

成分特點

(1)中碳:碳質量分數一般在0.25%~0.50%之間,以0.4%居多;

(2) 加入提高淬透性的元素哥斯達黎加、Mn、Ni、Si等:這些合金元素除了提高淬透性外,還能形成合金鐵素體,提高鋼的強度。如調質處理後的40Cr鋼的性 能比45鋼的性能高很多;   (3)加入防止第二類回火脆性的元素:含Ni、哥斯達黎加、Mn的合金調質鋼,高溫回火慢冷時易產生第二類回火脆性。在鋼中加入Mo、W可以防止第二 類回火脆性,其適宜含量:Mo的質量分數為0.15%~0.30%,或W的質量分數為0.8%~1.2%。

資料來源:"百度百科"

熱處理名詞簡介www.tool-tool.com

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(1)熱處理設備

※電熱爐

電 熱爐可使用金屬發熱體或非金屬發熱體來產生熱源,其構造簡單,用途十分廣泛是它的主要特色,可廣泛應用於退火、正常化、淬火、回火、滲碳及滲碳氮化等。主 要的金屬發熱體包括Ni-Cr電熱線(最常見,最高用至1200℃)、Mo-Si合金及W、Mo等純金屬;非金屬發熱體包括SiC(最常見,最高可加熱至 1600℃)、LaCrO3及石墨棒(真空或保護氣氛下可加熱至2000℃)。

※燃燒爐

燃 燒爐使用氣體燃料或液體燃料作為加熱源,熱處理溫度可達800℃至1200℃之間。常見的氣體燃料包括天然氣、液化石油氣及瓦斯等;液體燃料則包括重油、 燈油及輕油等。燃燒爐的熱對流效果很好,特別是低溫加熱之均勻性甚佳;但燃燒爐容易產生燃燒噪音、塵粒、硫氧化物及氮氧化物等環境污染物,則是它的主要缺 點。

※鹽浴爐

鹽浴爐設備便宜,加熱速度快,處理件表面氧化程度低,適 合小型工件熱處理用。若配合適當的鹽裕,可應用於淬火加熱、滲碳、滲氮、滲硫等表面處理。常用的鹽浴種類包括(1)使用於200℃至500℃的低溫鹽主要 以硝酸鹽或亞硝酸鹽;(2)使用在450℃至950℃間的中溫鹽,主要以氯化鈉、氯化鈣及碳酸鈉的混合鹽;(3)使用在950℃至1250℃溫度範圍的高 溫鹽則大多以氯化鋇鹽為主。

※氣氛爐

氣氛爐係在氣密的爐體內,通入適當的氣氛進行各項輝面熱處理、滲碳、滲碳氮化及燒結等處理。此類爐具可分為分批式及連續式兩大類,加熱形式則使用電熱、油或燃氣在加熱管內燃燒以進行間接式加熱。

※真空爐

在 真空中加熱工件進行各項熱處理之爐具稱為真空爐,一般的真空度在10-2至10-4mmHg左右,經由真空爐熱處理之工件,可防止鋼材表面氧化、脫碳,具 有較佳的表面品質。具有冷卻裝置的真空爐,可在非活性氣體中冷卻或淬火油中進行油淬火,但隨著工件體積的增大,使得熱處理成本會大幅增加。

※高週波熱處理裝置

高 週波熱處理裝置主要是利用感應電流在工件必要的表面部分加熱,並進行必要的淬火、回火等熱處理程序,以獲得表面硬度大而工件心部韌性佳的表面特性。裝置主 要包括高頻產生器、加熱線圈及工件運動夾持機構。感應加熱的加熱效率甚高,能在極短的時間內加熱至高溫,並獲得極佳的硬化層;唯此種熱處理技術會受到工件 形狀的影響較大,並不是每個工件都適用高週波熱處理技術。

※流動床

流動床體的基本原理係利用流動的固體微粒(如氧化鋁粉、砂粒)進行加熱或冷卻,它具有高傳熱速率(加熱速度約為一般熱輻射傳導的8倍)及表面清潔作用等雙重優點,可使用於正常化、退火、淬火、沃斯回火及麻回火等熱處理程序。

(2)材料測試與觀察

※硬化能

硬化能(Hardenability)係指鋼材在受某種淬火硬化處理後,能夠被硬化的程度而言,因此亦稱之為『淬火性』。硬化能愈大,代表鋼材在同一種淬火條件下能被硬化的深度愈深,但硬化能大並不代表鋼才能經由淬火而獲得更大的硬度。

※影響硬化能因素

鋼材的硬化能特性受到下列因素影響:(1)鋼材化學組成;(2)淬火前鋼材沃斯田體晶粒大小;(3)鋼材沃斯田體化溫度(即鋼料之淬火溫度);(4)其他因素,如碳化物的分布、組成均勻性等均會影響鋼材硬化能之好壞。

※臨界直徑

所謂臨界直徑(Critical Diameter)係指鋼材經某一種淬火方式進行淬火後,中心部位組織恰好形成50%麻田散體時之直徑。一般鋼材可藉由端面淬火曲線得知臨界直徑之大小。

※勃氏硬度試驗

勃 氏硬度試驗主要是利用直徑10mm的鋼球加上不同的荷重,進行硬度性能之測試。對於鋼鐵材料通常使用3000Kgf的荷重,簡記成 HB(10/3000);對於銅、鋁等合金材料通常使用1000Kgf的荷重,簡記成HB(10/1000);對於輕合金及軟金屬則使用500Kgf的荷 重,簡記成HB(10/500)。勃氏硬度試驗會在試片表面造成一個極為明顯的壓痕,因此亦常被視為破壞性試驗;然而,它的硬度值試驗結果較不受鋼材表面 銹片的影響,因此硬度值頗具代表性。

※洛氏硬度試驗

洛氏硬度試驗應用 範圍極廣,從極薄的薄片(HRA)至相當大的工件、從較軟的鋁銅合金材料(HRB)至淬火回火鋼材(HRC)均可使用。常用的HRB刻度係使用直徑 1/16吋鋼球壓痕器加上100Kg的荷重(10kg的小荷重加上90kg的大荷重);HRC刻度係使用頂角120°尖端半徑0.2mm的金鋼石圓錐加上 150Kg的荷重(10kg的小荷重加上140kg的大荷重);至於HRA刻度則使用與HRC相同之壓痕器,但荷重為60Kg的荷重(10kg的小荷重加 上50kg的大荷重)。

※維氏硬度試驗

維氏硬度試驗使用對角136° 金鋼石方錐當作壓痕器,可藉由壓痕器所造成的壓痕對角線來量測材料硬度值。維氏硬度試驗使用的荷重,依試片軟硬、厚薄之不同從1kg至120kg間選用適 當之荷重,但最常用者有10kg、30kg及50kg三種。此種硬度試驗尤其適用在厚度很薄、表面硬化或電鍍等材料。

※蕭氏硬度試驗

蕭 氏硬度試驗不同於前三種硬度試驗方法,係使用下端嵌有金鋼石之圓形小鎚由一定高度落下,衝擊水平式片之表面,以其落下後反彈之高度來決定材料之硬度值。此 種試驗法之優點為幾乎不在試片表面留下痕跡、輕巧方便、易於攜帶使用,可應用在大型鑄件等工件;缺點則為鎚端易變形,需隨時注重校正之工作。

※抗拉試驗

利 用拉伸試驗機,來測定鑄件的降伏強度、拉伸強度、伸長率及斷面收縮率等,已明瞭鑄件的基本機械性質。必要時亦可測定鑄件之比例限、彈性限及彈性係數等性 能。試驗時,先將試片兩端的固定端點固定在試驗機的上下夾具,選定應變速率後,慢慢施加試驗機的荷重,直至試驗片拉伸斷裂為止,求的降伏點荷重、最大荷重 用以計算鑄件材料之降伏強度及拉伸強度。在從斷裂後的試片量測伸長量、從破斷部位的面積分別計算出鑄件之伸長率及斷面收縮率。

※衝擊試驗

常 用的衝擊試驗法包括夏比(Charpy)衝擊試驗法及伊佐(Izod)衝 擊試驗法,此試驗主要是要評估材料的韌性質,亦即試片受衝擊破斷,所需要的能量大小稱之為衝擊值。試驗方法係將衝鎚設定在固定位置,將衝擊試片固定於支撐 台上,在令衝鎚自由落下衝擊試片,使試片破斷,並紀錄衝鎚的角度。經由衝鎚原始角度及衝擊後角度之度差,我們即可計算出衝斷試片所需要之能量,也就是試片 的衝擊值。

※金相顯微鏡觀察

利用顯微鏡來觀察金屬表面顯微組織的方 法,稱為金相顯微觀察法,可分為巨觀及微觀試驗兩種。通常巨觀組織試驗是指使用目視或20倍以下的放大鏡,進行組織觀察的方法,包括硫印法、巨觀浸蝕法、 破面檢查法等;微觀組織試驗法通常使用金相顯微鏡進行100倍以上的微細結構觀察。金相顯微鏡觀察的試片通常要先將觀察面研磨成平面,再利用拋光技術將觀 察面研磨至鏡面,最後再利用化學溶液浸蝕表面,使觀察面之微細結構顯現出來。

※滲透探傷法

工 業界常使用滲透液及顯像液來檢查熱處理工件淬火裂痕、孔隙等的表層缺陷,依使用之滲透液不同大致上可分為螢光滲透法及染色滲透法。檢查程序為(1)將工件 表面的附著油污除去、洗淨後乾燥;(2)將工件浸漬於滲透液中、或將滲透亦充分塗佈於工件表面;(3)浸漬一段時間後,將附著於工件表面的滲透液洗淨除 去;(4)將工件浸漬於顯像液中,若有裂縫等缺陷存在,因毛細管作用使得滲透液從內部被吸出,因此而顯像在工件表面。螢光滲透液則在黑暗處使用紫外光照射 進行觀察。

※超音波探傷法

利用超音波從工件垂直照射進入工件內部,在觀察超音波的衰減狀態及反射波形,即可檢查出工件內部缺陷的位置及大小。主要的設備包括:適當頻率的超音波發振裝置、顯示反射波之裝置、載送或偵測超音波的探頭等。

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